地震活动时空分布序列的分形自组织算法实现
2012-12-22康晋三
地震科学进展 2012年6期
关键词:研究
康晋三
(四川省地震局,成都 610041)
地震在空间域和时间域上的分布是复杂而不规则的。过去,我们总是把这种不规则分布加以规则化处理,从而用适当方法讨论地震活跃时段和平静时段,地震密集区和稀疏区的相互联系、并已做了大量有意义的工作。然而,随着认识的深入,我们开始把地震的复杂时空分布当着非平衡系统中的自组织现象加以研究。地震按时空分布的不规则性否定了存在着简单周期自组织。然而,是否可能存在更为复杂的非周期自组织形式呢?如果存在,其本质特征是什么,这是一个值得探索的问题,无论对认识地震活动的本质还是促进地震预报都有着十分重要的意义。本文对分数维的物理意义和地震预报研究不再作进一步探讨,仅对该方法的算法实现以及编程语言设计作一分析与研究。
近年来,随着计算机科学的日新月异,分形几何(Fractal Geometry)用于地震时空分布结构的研究,在近代地震研究中也得到了迅速发展。并且是探索地震活动复杂性在方法论上的又一重大突破。要将地震时空分形理论用于实践,计算机编程语言设计是关键。本文重点就这方面的问题作一阐述。
从算法上考虑,地震分形容量维D0就是要计算出地震(或断层)随时空变化的“有震单元率”,即在给定区域中,统计出“有震单元数”和“总单元数”,然后作出“有震单元率”Xn随尺度2 n改变的双对数图形。地震分形信息维D1则是要计算在给定范围内,每一有震单元内的地震数ni与总地震数N满足信息熵公式:P(i)= -∑(ni/N)X log(ni/N)并作出P(i)随尺度2n改变的双对数图形。……
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